信号 “瞬时 GPS” 技术：让 6G 网络链接缩短至万亿分之一秒

在无线通信技术的发展进程中，频率不断提升是必然走向。未来的 6G 网络必然会迈入比现有 5G 更高的频段，因为只有高频段才能承载比当下更大的数据量。然而，高频信号在空气中传播时衰减速度快，且难以穿透障碍物。这就导致发射端和接收端必须依靠窄视距直连，无法像 Wi-Fi 那样通过漫散射来建立连接。

近日，美国莱斯大学与桑迪亚国家实验室携手合作，提出了一种借助 “工程化随机性” 与超薄电子表面实现的全新信号控制方法。该方法能使未来 6G 网络在毫秒甚至皮秒级（万亿分之一秒）的极短时间内完成高精度对准，宛如为通信信号装上了 “瞬时 GPS”。

具体而言，研究团队通过在波前引入 “工程化随机性”，让信号在不同方向上呈现出独特的图案。接收端只需将接收到的信号与预先建立的信号库进行比对，就能在极短时间内确定信号来源方向，其精度达到 0.1 度，相较于现有技术提升了约十倍。研究人员形象地比喻，发射器如同能发出多种颜色光线的灯塔，每种颜色在不同方向上随机变化；而接收器则像船只，通过识别光线组合来确定自己相对于灯塔的位置。

这项技术的关键在于超薄电子表面。当信号照射到该表面后，会产生依赖于方向与频率的独特散射图案。每个方向都会形成唯一的 “电磁指纹”，接收端无需进行复杂计算，只需快速匹配即可完成定位。这种机制使得无线链路几乎可以瞬间建立或恢复，延迟极低，能够充分满足未来高速数据通信的需求。

从应用层面来看，这项成果为 6G 网络的高频段通信提供了坚实的定位与对准基础。它能够有力支持虚拟现实头戴设备、无人驾驶实时感知系统等对高带宽和低延迟有严格要求的场景。与传统依赖机械或复杂算法的波束对准方式相比，这种 “瞬时 GPS” 式的信号控制方法更为简洁、高效，并且具备良好的可扩展性。

这项研究不仅是工程上的重大突破，更是通信原理上的创新之举。通过将随机性 “设计” 进信号传播过程，研究人员为未来无线通信系统的演进开辟了全新的路径，有望推动 6G 网络在更多领域实现广泛应用。